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几种典型可重构天线设计与研制

发布时间:2017-05-31 10:17

  本文关键词:几种典型可重构天线设计与研制,由笔耕文化传播整理发布。


【摘要】:在高速发展的现代通信系统中,为满足通信、导航、探测等方面的要求,需多个发射、接收天线同时工作在一个平台上。在这种情况下,越来越多的负载和各天线之间的电磁兼容成为日益突出的问题。可重构天线可以随环境的不同动态地选择不同的工作模式,从而使一个天线实现了多个天线的功能,为有效解决电磁干扰及系统小型化问题做出了重要探索。目前,可重构天线仍处于实验研究间段,还无法实现大规模商业应用。随着开关技术不断的发展进步,可重构天线将迎来广阔的发展前景。论文主要围绕可重构天线与超宽带天线的集成设计展开,旨在提高天线平面利用率,同时降低耦合干扰,论文主要概括为以下三部分:首先设计了一款基于PIN二极管的频率可重构天线,该天线集成了超宽带天线和窄带天线的功能。基本方法是在超宽带辐射片的适当位置处加入两个额外枝节,从而改变了原有的电流分布,增加了天线的有效电长度。通过控制开关的不同状态,实现了UWB、UWB和GSM、UWB和WLAN三种工作模式。同时,细致研究了各参数与天线谐振频率之间的变化关系,绘制了1.8 GHz和2.4 GHz的电流分布图,并引入等效电路模型分析天线的工作机制。仿真测试结果显示天线性能良好。其次设计了一款基于微带贴片天线的极化可重构天线。该设计是将两款功能不同的天线印制于同一介质板上,正面为超宽带单极子天线,使用微带线馈电,背面为微带贴片天线,使用探针馈电,超宽带天线的辐射片即为微带天线的地板。通过在微带天线辐射片上开槽并加入开关,分离了TM10和TM01模,实现了线极化、左旋圆极化、右旋圆极化三种工作模式。该设计方法不仅有效减小了天线体积,降低了制作成本,还实现了各端口之间的高隔离度要求,抑制了电磁干扰问题。最后对上述两款天线进行了加工测试,S参数与方向图数据分别通过罗德史瓦兹ZVB20矢量网络分析仪和SATIMO近场多探头微波暗室测得。最终实测与仿真结果匹配良好,证明了设计的合理性和有效性。
【关键词】:频率可重构天线 极化可重构天线 超宽带天线 集成设计
【学位授予单位】:电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TN820
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-10
  • 第一章 绪论10-19
  • 1.1 可重构天线研究背景及意义10-11
  • 1.2 国内外研究现状11-17
  • 1.3 论文主要工作及结构安排17-19
  • 1.3.1 论文的主要工作17
  • 1.3.2 论文结构安排17-19
  • 第二章 天线基本理论概述19-29
  • 2.1 引言19
  • 2.2 天线基本原理19-21
  • 2.3 天线基本参数21-25
  • 2.3.1 天线的辐射特性参数:方向图、增益、极化22-24
  • 2.3.2 天线的电路特性参数:输入阻抗和辐射效率24-25
  • 2.4 超宽带天线概述25-28
  • 2.4.1 超宽带通信技术25-27
  • 2.4.2 超宽带天线的发展27-28
  • 2.5 小结28-29
  • 第三章 频率可重构超宽带单极子天线29-42
  • 3.1 引言29
  • 3.2 天线结构29-31
  • 3.3 天线直流偏置网络31-33
  • 3.4 仿真结果与分析33-36
  • 3.4.1 地板形状对超宽带天线辐射特性影响分析33-35
  • 3.4.2 枝节参数扫描分析35-36
  • 3.5 测试结果与分析36-41
  • 3.5.1 反射系数36-38
  • 3.5.2 辐射方向图38-39
  • 3.5.3 表面电流分布与等效电路模型39-41
  • 3.6 总结41-42
  • 第四章 集成超宽带天线和极化可重构天线设计42-54
  • 4.1 引言42
  • 4.2 单馈电法实现圆极化原理分析42-44
  • 4.3 天线结构44-45
  • 4.4 仿真结果分析45-48
  • 4.4.1 馈电位置对天线性能的影响45-46
  • 4.4.2 天线最终优化结果46-48
  • 4.5 测试结果与分析48-53
  • 4.5.1 天线反射系数48-49
  • 4.5.2 天线轴比的测试结果49-50
  • 4.5.3 增益50-51
  • 4.5.4 辐射方向图51-53
  • 4.6 小结53-54
  • 第五章 全文总结与展望54-56
  • 5.1 主要工作总结54
  • 5.2 未来工作展望54-56
  • 致谢56-57
  • 参考文献57-62
  • 攻硕期间取得的研究成果62-63

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 杨雪松,王秉中;可重构天线的研究进展[J];系统工程与电子技术;2003年04期

2 王丽黎;刘丽珍;;一种频率可重构圆极化微带天线的设计[J];微型机与应用;2014年08期


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本文编号:409186

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